2021.12 碳达峰碳中和目标约束下重点行业 的煤炭消费总量控制路线图研究 执行摘要 CAEP 生态环境部环境规划院 Chinese Academy of Environmental Planning 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究 ( 煤控研究项目 ) 煤控研究报告 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构 图研究执行摘要》 支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破 《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线 坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保 图研究》 组织自然资源保护协会 (NRDC) 作为课题协调单位，与政府智 《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线 库、科研院所和行业协会等 20 多家有影响力的单位合作，于 图研究》 2013 年 10 月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研 《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线 究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量 图研究》 控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施， 《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线 助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发 图研究》 展的多重目标。请访问网站了解更多详情 http://coalcap.nrdc.cn/ 《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线 《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》 《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》 《中国散煤综合治理研究报告 2020》 《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》 《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》 《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于 1970 年。NRDC 拥有 600 多名员工，以科学、法律、政策方面 的专家为主力。NRDC 自上个世纪九十年代中起在中国开展环 保工作，中国项目现有成员 30 多名。NRDC 主要通过开展政策 研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进 中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。请访问网站了解更多 详情 http://www.nrdc.cn/ CAEP 生态环境部环境规划院 Chinese Academy of Environmental Planning 生态环境部环境规划院（CAEP）成立于 2001 年，主要开展国家 生态文明、绿色发展、环境经济等发展战略研究，承担国家和 地方中长期环境战略规划与年度计划、污染防治和生态保护规 划、流域区域和城市环境保护规划等理论方法研究、模拟预测 分析、规划研究编制、实施评估考核等技术工作；承担中央财 政专项资金项目技术咨询、技术服务和绩效评估等工作。规划 院面向“双碳”的重大决策服务有扎实的研究基础与丰富的实 践经验。依托于国家环境规划与政策模拟重点实验室与碳达峰 碳中和研究中心，建有中国生态环境大数据共享平台，研发有 中国高空间分辨率（1km）排放网格数据库（CHRED），中国城 市二氧化碳排放数据集（长时间序列），碳排放 - 能源集成模 型（iCEM）等成果，长期参与 IPCC 各类指南撰写工作，在国家 和地方“双碳”决策中发挥重要作用。 封面图片：Image from Pxhere 《中国实现全球 1.5℃目标下的能源排放情景研究》 《持续推进电力改革 提高可再生能源消纳执行报告》 《2012 煤炭的真实成本》 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究 煤控研究项目系列报告 碳达峰碳中和目标约束下重点行业的 煤炭消费总量控制路线图研究 执行摘要 报告编写人员 项目负责人： 曹　东 首席专家 / 研究员 生态环境部环境规划院 课题负责人： 电　力 张　静 博士 生态环境部环境规划院 钢　铁 薛英岚 博士 生态环境部环境规划院 中国科学院科技战略咨询研究院 水　泥 赵　静 博士 生态环境部环境规划院 煤化工 张鸿宇 博士 生态环境部环境规划院 蒋洪强 副总工 / 研究员 生态环境部环境规划院 张　伟 副研究员 生态环境部环境规划院 龙　凤 副研究员 生态环境部环境规划院 杜　唯 项目官员 自然资源保护协会 王　杨 项目官员 自然资源保护协会 王丽娟 副研究员 生态环境部环境规划院 毕粉粉 助理研究员 生态环境部环境规划院 李　勃 助理研究员 生态环境部环境规划院 胡　溪 高级工程师 生态环境部环境规划院 课题研究人员： i 煤控研究项目 执行摘要 2019 年我国火电、钢铁、水泥、煤化工四个重点行业煤炭消费总量为 24.1 亿吨标煤， 占全国煤炭消费总量 86%，其中，电力行业煤炭消费占比最大，达到 54%，其次是钢铁、 煤化工和水泥行业 1，占比分别达到 17%、9% 和 6%。 2019 年四个行业二氧化碳排放 77.6 亿吨（含过程排放），约占全国二氧化碳排放 总量（含过程排放）的 72%，其中，电力、钢铁、水泥和煤化工行业占比分别为 42%、 14%、12% 和 4%。加上净购入电力的间接排放，钢铁、水泥和煤化工行业碳排放量占 全国二氧化碳排放总量比分别为 15%、12% 和 5%。 因此，开展控碳背景下的重点行业煤炭控制策略研究，对于推进实现国家碳达峰碳 中和目标、推动行业生产方式与能源结构绿色转型具有重要意义。本研究采用自主开发 的碳排放 - 能源集成模型（Integrated Carbon and Energy Model，iCEM），在“双碳” 目标约束下，考虑控煤降碳措施力度不同，从小到大依次设置基准、政策、强化三个情景， 提出了电力、钢铁、水泥和煤化工四大重点耗煤行业的控煤降碳目标及不同阶段路线图， 开展了控煤降碳的社会、经济和环境影响分析。 一、电力、钢铁、水泥和煤化工四个重点行业煤炭消费总体将 于 2025 年达峰，峰值 24.9 亿吨标煤 综合考虑目标可达性、措施可行性和投入经济性，报告采用政策情景作为推荐情景。 推荐情景下，四个重点行业总体的煤炭消费量将在 2025 年达到峰值，峰值 24.9 亿吨标煤， 达峰前后有 5-6 年的平台期；碳排放将于同年达峰，峰值 80.1 亿吨。 具体到分行业层面，钢铁行业煤炭消费量极有可能已于 2020 年达峰，水泥行业将 于 2021 年达峰，煤化工行业将于 2024 年达峰，而受电力需求增长驱动，电力行业将在 2028 年达峰。钢铁、煤化工行业碳排放与煤炭消费量同年达峰，电力、水泥碳排放分别 于 2029 年和 2022 年达峰。 1　 报告在重点行业整体分析中考虑了行业之间的耦合关系，包括钢铁行业用焦耗煤已从煤化工炼焦耗煤中剔除，钢铁、水泥、 煤化工行业的电力使用所带来碳排放算在电力行业并从其他行业剔除。在分行业的达峰分析中，不考虑上述行业间耦合的扣除， 以充分体现行业自身的情况。 1 碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究 煤炭消费量/亿吨标煤 20.0 电力，2028年 16.0 12.0 8.0 煤化工，2024年 钢铁，2020年 4.0 水泥，2021年 0.0 2020 2025 2030 2035 图 1 分行业的煤炭消费量 二、四个重点行业实现煤炭消费达峰需要从能源结构调整、产 业结构优化、节能技术改造和资源循环利用四类措施入手，在 推荐情景下，需相应投入资金 19.6 万亿元，年均可带动 GDP 增长 3627 亿元，并实现大气污染物的协同减排 大力推进清洁能源使用、加强行业产能调控与结构调整、推广能效提升技术和加 快循环体系构建是四大行业减少煤炭消费量的有效措施。相较基准情景 , 政策情景在 2021-2035 年减少煤炭消费 9.2%，其中，产品产量减少带动煤炭消费减少约占 17%， 能源结构调整、产业结构优化、节能技术改造、资源循环利用四项措施带来的减煤贡献 分别为 54%、13%、10%、6%；分行业贡献来看，电力、钢铁、水泥、煤化工减煤贡 献分别为 50%、33%、3%、14%。 2 煤控研究项目 30.0 减煤贡献 减煤量/亿吨标煤 产品产量减少17% 25.0 能源结构调整54% 产业结构优化13% 节能技术改造10% 20.0 15.0 能源结构调整措施 产业结构优化措施 节能技术改造措施 资源循环利用措施 基准情景煤炭消费量 政策情景煤炭消费量 10.0 2020 2025 资源循环利用6% 行业减煤贡献 电力50% 钢铁33% 水泥3% 煤化工14% 2030 2035 图 2 四个重点行业政策情景较基准情景的减煤量 为了推动四大行业煤炭消费尽早达峰，累计需要在 2021-2035 年投资 19.6 万亿， 年均投资约 1.3 万亿元，其中 90% 以上为电力行业的投资。投资将刺激经济高质量增长， 带动 GDP 年均增长 3627 亿元。 四 大 行 业 煤 炭 消 费 控 制 还 将 带 来 显 著 的 环 境 效 益， 二 氧 化 硫（SO2）、 氮 氧 化 物 （NOx）、颗粒物（PM）等大气污染物年均协同减排 29 万吨 / 年、65 万吨 / 年和 10 万吨 / 年。分行业来看，钢铁和电力为协同减排量最多的行业，尤其是钢铁行业对 NOx 和 PM 的协同减排。 3 碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究 SO2/万吨 0 50 100 150 200 250 NOX/万吨 300 0 200 400 600 800 PM/万吨 0 1,000 电力 电力 电力 钢铁 钢铁 钢铁 水泥 煤化工 水泥 十四五 煤化工 20 40 60 80 100 120 水泥 十四五 煤化工 十四五 十五五 十五五 十五五 十六五 十六五 十六五 图 3 大气污染物协同减排量 三、电力行业煤炭消费将在 2028 年达峰，峰值为 16.3 亿吨标 煤；大力发展以风电和太阳能为主的清洁能源是电力行业减少 煤炭消费最有效的措施 随着经济结构调整，电力需求增速趋缓，未来工业部门、居民生活、5G 基站和大数 据中心等将是我国电力增长的主要推动因素。基于电力